Реле захисту двигуна для високовольтного індукційного двигуна

Більше 90% моторів, використовуваних у промисловості, є асинхронними моторами, оскільки вони дешеві, надійні та прості у підтримці. Для моторів з більшою потужністю (>250 к.с.) ми віддаємо перевагу високому напругі, оскільки це зменшує робочий стрім та розмір мотора.

Чому Ми Потребуємо Захисту Моторів?

Для розуміння цього нам потрібно знати витрати, пов'язані з виходом мотора з ладу, а саме:

• Втрати виробництва (витрати на виробництво)

• Заміна мотора (витрати на заміну)

• Вартість ремонту

• Вартість людських годин через цю надзвичайну ситуацію

Основна функція захисного реле полягає у виявленні аварії та відокремленні аварійної частини від здорової частини системи. Це покращить надійність електроенергетичної системи.
Для захисту мотора, ми повинні визначити різні причини виходу з ладу та врахувати їх. Різні причини виходу з ладу наведені нижче

• Термічний стрес на обмотках

• Однофазне питання

• Земельна аварія

• Коротке замикання

• Заклинивший ротор

• Кількість гарячих запусків

• Виведення з ладу підшипників

Короткий опис різних випадків виходу з ладу наведено нижче:

• Термічний Стрес на Обмотках –
  Якщо мотор працює постійно більше ніж його номінальна потужність, то це перегріє обмотку та ізоляцію. Наступне погіршення ізоляції обмотки призведе до виходу мотора з ладу. Якщо напруга менша за проектоване значення, то це також перегріє обмотку при номінальному завантаженні, що призведе до виходу мотора з ладу.

• Однофазне Питання –
  Втрата однієї фази, яка підключається до мотора (у випадку трьохфазного мотора), призводить до однофазного питання. Якщо ми запустимо мотор під завантаженням, то мотор вийде з ладу через неспроможність.

• Земельна Аварія –
  Якщо будь-яка частина обмотки прийде в контакт з землею, то можна сказати, що мотор заземлений. Якщо ми запустимо мотор, то це призведе до його виходу з ладу.

• Коротке Замикання –
  Якщо відбувається контакт між двома фазами трьохфазної обмотки або між обмотками фази, то це називається коротким замиканням.

• Заклинивший Ротор –
  Якщо обладнання, яке приводиться в рух, знаходиться в заклинившому стані, або вал мотора заклинив, то це називається заклинившим ротором. Якщо ми запустимо мотор, то він вийде з ладу.

• Кількість Гарячих Запусків –
  Кожен мотор спроектований для витримання певної кількості гарячих запусків. Припустимо, що мотор працює, якщо ми зупинимо мотор і негайно запустимо його, то це називається гарячим запуском. В залежності від термічної кривої мотора, нам потрібно дати певний час, щоб знизити температуру обмотки.

• Виведення з Ладу Підшипників –
  Якщо підшипник вийде з ладу, то відбудеться тертя ротора про статор, що призведе до фізичного пошкодження ізоляції та обмотки. Виведення з ладу підшипників можна уникнути, контролюючи температуру підшипників. Детектор температури підшипника (BTD) використовується для контролю та відключення мотора у разі аномальних ситуацій.

Усі реле захисту моторів працюють на основі струму, що споживається мотором. Реле захисту мотора використовується для областей з високою напругою і має наступні характеристики

• Захист від термічної перегрузки

• Захист від короткого замикання

• Захист від однофазного питання

• Захист від земельної аварії

• Захист від заклинившего ротора

• Захист від кількості запусків

Для налаштування реле нам потрібен CT співвідношення та повний струм завантаження мотора. Налаштування різних елементів наведено нижче

• Елемент Термічної Перегрузки –
  Для налаштування цього елемента нам потрібно визначити % повного струму завантаження, на який мотор працює постійно.
  

• Елемент Короткого Замикання –
  Діапазон, доступний для цього елемента, становить від 1 до 5 разів початкового струму. Також доступний часовий затримка. Зазвичай ми налаштовуємо його на 2 рази початкового струму з часовим затримкою 0.1 секунди.

• Елемент Однофазного Питання –
  Цей елемент працює, якщо відбувається невідповідність струму між трьома фазами. Його також називають захистом від невідповідності. Елемент налаштований на 1/3 початкового струму. Якщо він відключиться під час запуску, то параметр зміниться на 1/2 початкового струму.

• Захист від Земельної Аварії –
  Цей елемент вимірює нейтральний струм вторинної обмотки CT. Діапазон, доступний для цього елемента, становить від 0.02 до 2 разів первинного струму CT. Також доступна часовий затримка. Зазвичай ми налаштовуємо його на 0.1 разів первинного струму CT з часовим затримкою 0.2 секунди. Якщо він відключиться під час запуску мотора, то часове налаштування можна збільшити до 0.5 секунди.

• Захист від Заклинившиго Ротора –
  Діапазон, доступний для цього елемента, становить від 1 до 5 разів повного струму завантаження. Також доступна часовий затримка. Зазвичай ми налаштовуємо його на 2 рази FLC (Повний струм завантаження). Часова затримка буде більшою за час запуску мотора. "Час запуску — це час, необхідний мотору, щоб досягти повної швидкості."

• Захист від Кількості Гарячих Запусків –
  Тут ми вкажемо кількість запусків, дозволених за певний період часу. Цим ми обмежимо кількість гарячих запусків, наданих мотору.

Схема для підключення реле захисту мотора наведена нижче

Сучасні цифрові реле захисту моторів мають деякі додаткові функції, наприклад, захист від безнавантаженого ходу мотора та термічний захист.
У разі безнавантаженого ходу, реле визначає струм мотора. Якщо він менший за вказане значення, то він відключить мотор. Ми також можемо під'єднати температурний датчик до реле, який буде контролювати температуру підшипників та обмоток, та відключить мотор, якщо вона перевищує вказане значення температури.

Заява: Поважайте оригінал, хороші статті варто поширювати, якщо є порушення авторських прав, зверніться для видалення.